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目前,全球能源短缺和环境污染问题日益严重,可再生资源的开发与利用是这些问题解决的最具潜力的有效途径。纤维素是地球上最丰富的可再生资源。纤维素酶是唯一高效降解纤维素的催化酶。但是目前使用的纤维素酶尚存在酶活性较低、温度适应性不强等问题。因此,筛选不同温度下具有高酶活的纤维素降解微生物菌株、进行纤维素酶特征分析和相关基因克隆表达等仍是当前相关研究的重要内容。内蒙古属于温带地区,年均气温较低,低温季节持续时间较长。因此,结合地区特点,对内蒙古不同地区土壤中低温和常温的纤维素降解微生物进行分离和培养、分析纤维素酶特征、进行纤维素酶基因克隆和表达,为进一步解析其结构与功能的关系奠定基础,为废弃纤维素的资源化提供菌种材料。本研究的主要结果和结论如下：1)从内蒙古阿拉善、大兴安岭、赤峰等不同的地点采集腐朽落叶及土壤,分离纯化共获得246株纤维素降解微生物：其中常温(分离培养温度为28℃)细菌100株,低温(分离培养温度为10℃)细菌82株；常温真菌64株。常温纤维素降解细菌分属于5个门,有放线菌门(Actinobacteria)(34%)、变形菌门(Proteobacteria) (α-Proteobacteria 9%;β-Proteobacteria 7%;γ-Proteobacteria 25%)、硬壁菌门 (Firmicutes)(19%)、拟杆菌门(Bacteroidetes)(5%)、酸杆菌门(Acidobacteria)(1%),其中放线菌门为最优势菌群。低温纤维素降解细菌分属于4个门,有放线菌门(Actinobacteria)(21%)、变形菌门(Proleobacteria)(α-Proteobacteria 11%; β-Proteobacteria 7%;γ-Proteobacleria 40%)、硬壁菌门(Firmicutes)(5%)、拟杆菌门(Bacteroidetes)(16%),γ-变形菌纲(γ-Proteobacleria)类群的细菌为第一优势菌。纤维素降解真菌中,有54株都是属于子囊菌门(Ascomycola)(84%)的类群,是绝对优势菌；其他少数几株属于担子菌门(Basidiomycota)(8%)、球囊菌门(Glomeromycota)(6%)、壶菌门(Chytridiomycota)(2%)。2)利用DNS(3.5 二硝基水杨酸)法对所筛纤维素降解菌的内切葡聚糖酶(carboxymethyl cellulase)酶活性进行了检测。所有菌株中真菌菌株以DAZJ13的酶活为最高。菌株DAZJ13的生长湿度范围为25℃-35℃,并且在此温度范围内都能够产纤维素酶。在30℃,培养4天的条件下,酶活达到最高；在pH为6,培养4天的条件下,菌株DAZJ13对于化学合成的纤维素聚合物羧甲基纤维素钠有较好的利用率;以酵母提取物、牛肉膏和硫酸铵作为氮源时,菌株DAZJ13在不同的pH值及培养时间下,均以酵母提取物作为氮源时相对酶活较高。所以,菌株DAZJ13的最佳产酶条件：pH值为6,30℃培养4天,以酵母提取物作为氮源。3)与模式种的Blast-n分析表明低温细菌菌株DW12的16S rRNA基因序列,DW12与Sphingobacterium spiritivorvm JCM 1277T同源性最高、相似性为94%。Biolog微生物自动分析系统对DW12的鉴定结果为鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium thalpophilum),但SIM值(相似度)仅为0.582。这些结果表明DW12属于鞘氨醇杆菌属、可能是一个新种。对DW12进行了基因组测序：总reads数6154720 x2、reads读长为101bp、总碱基数1243253440 bp、文库平均插入长度300 bp、平均测序深度233.7x;G+C含量占总碱基的41.02%;scaffolds数量为73,其中>1000 bp的有42个Scaffold N50是421003 bp; Scaffold N90是95730bp；contigs数量为101,其中>1000 bp的有46个；Contig N50是421003 bp；Contig N90是93754 bp;DW12基因组注释结果显示有101个Contigs,4429个编码序列,54个RNA。发现纤维素降解相关的基因有6个。菌株DW12纤维素酶基因克隆表达：将基因E3653在大肠杆菌异源表达,其表达产物与预测的蛋白质分子量大小相符30kD,最佳诱导条件为IPTG的浓度为1.0mmol/L,16℃左右培养,诱导后5h时纤维素酶基因大量表达；重组酶对纤维素底物微晶纤维素的活性最高,纯化后的目的蛋白在50℃以下酶的稳定性较好、最适温度为40℃,在pH8.0-10.6较稳定、最适pH为9。